FR2505234A1

FR2505234A1 - Profile grinding machine with optical monitoring - has work table with guides turning about vertical axis during machining

Info

Publication number: FR2505234A1
Application number: FR8108899A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-05-05
Filing date: 1981-05-05
Publication date: 1982-11-12
Also published as: FR2505234B1

Abstract

The profile grinding machine has an optical unit monitoring the dimensions of the work to be machined, also a table for the work and a grinding spindle head, both working in two guides at right angles to each other. The table (2) with its guides (3) can turn during machining about a vertical axis (A) passing through the point of intersection of these guides. The optical unit has two reading microscopes (11,12) with optical scales (13,14), also an aiming microscope (15) with protractor head. The latter microscope is mounted above the work so that its axis is parallel to that (A) of the table, and in a truck (16) working in guides (17,18) at right angles to each other in the machine bed. A reading microscope (11,12) with scale (13,14) is fixed to each of these guides, and is monitored via the aiming microscope (15) during rotation of the table.

Description

La présente invention concerne les machines-outils pour rectifier et usiner les métaux, dans lesquelles on a recours à des moyens de contrôle optiques, et a notamment pour objet une machine-outil pour rectifier des pièces profilées munie d'un moyen optique pour le contrôle des cotes de la pièces à usiner
Ladite machine -outil pour rectifier des pièces profilées peut etre utilisée notamment pour la fabrication d'outils pour la mécanisation de travaux locaux et est destinée en particulier à réaliser avec une précision de 0,005 mm la rectification de pièces à profil compliqué délimité par des lignes droites ainsi que par des arcs de cercle convexes et concaves (y compris de pièces à profil fermé) raccordés auxdites lignes droites.The present invention relates to machine tools for grinding and machining metals, in which optical control means are used, and in particular relates to a machine tool for grinding profiled parts provided with optical means for control dimensions of the workpiece
Said machine tool for grinding profiled parts can be used in particular for the manufacture of tools for the mechanization of local works and is intended in particular to achieve with an accuracy of 0.005 mm the grinding of parts with complicated profile delimited by straight lines as well as by convex and concave arcs of circle (including of parts with closed profile) connected to the said straight lines.

Par exemple, il est particulièrement efficace d'utiliser la machine-outil revendiquée pour la production de différents gabarits, calibres, poinçons, moules, outils de coupe et autres pièces. For example, it is particularly effective to use the claimed machine tool for the production of various jigs, gauges, punches, molds, cutting tools and other parts.

On connait des machines-outils munies de moyens optiques pour observer un processus de rectification suivant un contour. There are known machine tools provided with optical means for observing a rectification process along a contour.

Le principe de fonctionnement du moyen optique consiste à réaliser une forme conformément à un dessin à reproduire en faisant coïncider la projection de la pièce à usiner avec le contour de contrôle du dessin. The operating principle of the optical means consists in producing a shape in accordance with a drawing to be reproduced by making the projection of the workpiece coincide with the control outline of the drawing.

Une machine-outil connue pour rectifier des pièces profilées (cf., par exemple, Birin B. et autres "Rectification des profils des-pièces de ltéquipement technologique", Riga, 1969, p. 9, machine-outil SKBShO 395 M) comporte une table porte-pièce disposée sur un bati commun, sur des guidages mutuellement perpendiculaires, une poupée porte-meule pouvant tourner autour d'un axe vertical et s'incliner dans deux plans verticaux, et un dispositif optique pour mettre visuellement en corncidaice la projection du contour de la pièce à usiner avec le contour de contrôle du dessin sur un écran de 500 x 500 mm en l'agrandissant de 10 à 50 fois. A known machine tool for grinding profiled parts (cf., for example, Birin B. and others "Grinding profiles of technological equipment parts", Riga, 1969, p. 9, SKBShO 395 M machine tool) a workpiece table arranged on a common frame, on mutually perpendicular guides, a grinding wheel headstock which can rotate around a vertical axis and tilt in two vertical planes, and an optical device for visually placing the projection in corncidaice the contour of the workpiece with the drawing control contour on a 500 x 500 mm screen, enlarging it from 10 to 50 times.

Dans ces conditions, il est impossible de réaliser d'une manière continue l'usinage de pièces à profil en arcs de cercle et lignes droites raccordés entre eux, y compris de pièces à profil fermé, du fait que sur ltécran n'est projeté qu'un secteur unique et limité de la surface à usiner. Pour cette raison, il faut mettre la pièce à usiner successivement dans des positions différentes et remplacer le dessin du secteur correspondant de la pièce sur l'écran. Under these conditions, it is impossible to continuously carry out the machining of parts with profile in arcs of a circle and straight lines connected together, including parts with closed profile, because the screen is only projected '' a unique and limited sector of the surface to be machined. For this reason, it is necessary to put the workpiece successively in different positions and replace the drawing of the corresponding sector of the workpiece on the screen.

Par suite dela nécessité de changer la position de la pièce à usiner et de l'imposslbilité de contrôler immédiatement et continuellement les dimensions à réaliser de la pièce, la précision de l'usinage baisse notablement. Due to the need to change the position of the workpiece and the impossibility of immediately and continuously controlling the dimensions to be produced of the workpiece, the precision of machining decreases significantly.

On s'est donc proposé de mettre au point une machineoutil pour rectifier des pièces profilées, dont la nouvelle conception assurerait un usinage continu en ne positionnant qu'une seule fois la pièce à profil en arcs de cercle et en lignes droites raccordés entre eux,ainsi qu'un contrôle simultané du profil de la pièce en cours d'usinage. It has therefore been proposed to develop a machine tool for grinding profiled parts, the new design of which would ensure continuous machining by positioning the profile part only once in arcs of a circle and in straight lines connected together, as well as a simultaneous control of the profile of the part being machined.

Ce problème est résolu à l'aide d'une machine-outil pour rectifier des pièces profilées, comportant un dispositif optique pour le contrôle des dimensions de la pièce à usiner, ainsi qu'une table porte-pièce et une poupée porte-meule montées sur un bâti commun, sur des guidages indépendants mutuellement perpendiculaires, caractérisée, selon l'invention, en ce que la table et ses guidages sont montés de manière à pouvoir, pendant l'usinage,tourner autour d'un axe vertical passant par le centre de croisement des guidages mutuellement perpendiculaires de la table, et en ce qu'on utilise en tant que dispositif optique pour le contrôle des dimensions de la pièce un dispositif comprenant deux microscopes de lecture à règles optiques et un microscope de visée muni d'une tête goniométrique, et installé au-dessus de la pièce à usiner de façon que son axe soit parallèle à l'axe de rotation de la table, et monté sur un chariot placé sur ses propres guidages mutuelle ment perpendiculaires, sur chacun desquels est installé un microscope de lecture à règle optique servant à imposer la cote d'usinage de la partie profilée de la pièce à contrôler, pendant la rotation de la table, à l'aide du microscope de visée. This problem is solved using a machine tool for grinding profiled parts, comprising an optical device for controlling the dimensions of the workpiece, as well as a workpiece table and a grinding wheel headstock. on a common frame, on mutually perpendicular independent guides, characterized, according to the invention, in that the table and its guides are mounted so as to be able, during machining, to rotate about a vertical axis passing through the center for crossing the mutually perpendicular guides of the table, and in that a device comprising two reading microscopes with optical rulers and an aiming microscope provided with a head is used as an optical device for checking the dimensions of the workpiece goniometric, and installed above the workpiece so that its axis is parallel to the axis of rotation of the table, and mounted on a carriage placed on its own mutually perpendicular guides, on each one of which is installed an optical ruler reading microscope used to impose the machining dimension of the profiled part of the part to be checked, during the rotation of the table, using the sighting microscope.

La machine-outil revendiquée pour la rectification de pièces profilées assure un usinage continu de pièces à profil en arcs de cercle et lignes droites, y compris les pièces à profil fermé, et ce, sans changer la position de ladite pièce, ce qui contribue à une élévation notable de la précision de l'usinage et du rendement du processus. The machine tool claimed for the rectification of profiled parts ensures continuous machining of profile parts in circular arcs and straight lines, including closed profile parts, without changing the position of said part, which contributes to a significant increase in machining precision and process efficiency.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaitront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode deréalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec référencesau dessin unique non limitatif annexé dans lequel
- la figure 1 représente une machine-outil à rectifier des pièces profilées, selon l'invention (vue axonométrique)
- la figure 2 est une vue en plan de la machine-outil de la figure 1/;
Dans la partie médiane du bâti I (figure 1), est montée une table 2 mobile le long de guidages mutuellement perpendiculaires 3 de façon qu'elle puisse tourner autour d'un axe vertical A passant par le centre des guidages mutuellement perpendiculaires 3.Des guidages circulaires inférieurs 4, dont le centre de courbure coïncide avec l'axe de rotation de la table 2 et sur lesquels sont disposés osésdes guidages mutuellement perpendiculaires 5 et 6, sont montés à la périphérie du bati 1. Des guidages circulaires supérieurs 7, dont le centre de courbure coïncide avec la périphérie de la meule 8 d'une poupée porte-meule 9 sont montés sur le chariot portant les guidages 6. La poupée porte-meule 9, munie d'un dispositif sinusoïdal 10 pour ltorientation dans deux plans est installée dans les guidages 7.Dans la partie opposée du bEti 1, est monté un dispositif optique comprenant deux microscopes de lecture Il et 12 associés à des règles optiques 13 et 14 et un microscope de visée 15 à tête goniométrique, installé au-dessus de la pièce à usiner dans les limites de la surface de la table 2 et orienté de manière que son axe soit parallèle à l'axe de rotation A de la table 2. Dans le cas particulier considéré ici à titre d'exemple, ces axes coïncident (figure 2).The invention will be better understood and other objects, details and advantages thereof will appear better in the light of the explanatory description which follows of a mode of embodiment given solely by way of nonlimiting example, with references to the single drawing. nonlimiting annexed in which
- Figure 1 shows a machine tool for grinding profiled parts, according to the invention (axonometric view)
- Figure 2 is a plan view of the machine tool of Figure 1 /;
In the middle part of the frame I (FIG. 1) is mounted a table 2 movable along mutually perpendicular guides 3 so that it can rotate around a vertical axis A passing through the center of the mutually perpendicular guides 3.Des lower circular guides 4, the center of curvature of which coincides with the axis of rotation of the table 2 and on which are disposed daring mutually perpendicular guides 5 and 6, are mounted on the periphery of the frame 1. Upper circular guides 7, of which the center of curvature coincides with the periphery of the grinding wheel 8 of a grinding wheel doll 9 are mounted on the carriage carrying the guides 6. The grinding wheel doll 9, provided with a sinusoidal device 10 for orientation in two planes is installed in the guides 7.In the opposite part of the frame 1, is mounted an optical device comprising two reading microscopes Il and 12 associated with optical rulers 13 and 14 and an aiming microscope 15 with gonio head metric, installed above the workpiece within the limits of the surface of table 2 and oriented so that its axis is parallel to the axis of rotation A of table 2. In the particular case considered here as for example, these axes coincide (figure 2).

Le microscope de visée 15 est monté sur un chariot 16 (figure 1) mobile suivant aes guidages indépendants 17 et 18 mutuellement perpendiculaires, disposés sur le bâti 1. The aiming microscope 15 is mounted on a carriage 16 (FIG. 1) movable along independent mutually perpendicular guides 17 and 18, arranged on the frame 1.

Le microscope de lecture Il avec la règle optique associée 13, et le microscope 12 avec la règle associée 14 servant à imposer la cote de profilage de la pièce à usiner à contrôler pendant la rotation de la table au moyen du microscope 15, sont montés sur chacune des guidages 17 et 18, respectivement. The reading microscope II with the associated optical ruler 13, and the microscope 12 with the associated ruler 14 serving to impose the profiling dimension of the workpiece to be checked during the rotation of the table by means of the microscope 15, are mounted on each of the guides 17 and 18, respectively.

Le principe de fonctionnement de la machine-outil revendiquée consiste en ce qui suit. The operating principle of the claimed machine tool consists of the following.

Pour l'usinage de surfaces en arc de cercle on fait cotncider la croix de réticule de l'oculaire du licros- cope de visée 15 (figure 1) avec l'axe A de rotation de la table 2. En se servant des guidages mutuellement perpendiculaires 3, on rapproche des croisements de la réticule du microscope de visée 15 les côtés à usiner correspondants et on fixe les coordonnées du centre de la courbure au moyen des microscopes de lecture Il et 12 sur les règles optiques 13 et 14. Ensuite on fait déplacer le chariot 16 portant le microscope de visée 15 suivant les guidages 17 d'une valeur de rayon imposée qu'on détermine à l'aide de la règle 14 au moyen du microscope 12. Après cela, en déplaçant la table 2 suivant le guidage 3, on met en cotn- cidence la face en bout de la pièce à usiner avec la ligne de la croix de réticule du microscope de visée 15 et on bloque la table 2. When machining surfaces in a circular arc, the crosshair of the eyepiece of the sighting microscope 15 (figure 1) is made to coincide with the axis A of rotation of the table 2. Using the guides mutually perpendicular 3, the crosses of the reticle of the aiming microscope 15 are brought closer to the corresponding sides to be machined and the coordinates of the center of the curvature are fixed by means of the reading microscopes Il and 12 on the optical rulers 13 and 14. Then we make move the carriage 16 carrying the aiming microscope 15 along the guides 17 by an imposed radius value which is determined using the rule 14 by means of the microscope 12. After that, by moving the table 2 according to the guide 3, the end face of the workpiece is brought into line with the line of the crosshair crosshair of the sighting microscope 15 and the table 2 is blocked.

En opérant d'une façon analogue, on positionne le deuxième côté de la pièce pour le méme rayon. By operating in a similar manner, the second side of the part is positioned for the same radius.

Le chariot 16 portant le microscope de visée 15 est alors déplacé suivant le guidage 18 d'une valeur de rayon prescrite, déterminée sur la règle 13 au moyen du microscope de lecture 11. La deuxième face en bout de la pièce à usiner est mise en coIncidence avec la deuxième ligne de la croix de réticule du microscope de visée 15. Ceci fait, on bloque la table 2. L'ajustage étant terminé, on rapproche la meule 8 de la pièce à usiner et, en mettant en action l'avance mécanique circulaire de la table 2, on assure l'usinage de la surface suivant un rayon. The carriage 16 carrying the sighting microscope 15 is then moved along the guide 18 by a prescribed radius value, determined on the rule 13 by means of the reading microscope 11. The second end face of the workpiece is brought into position coincidence with the second line of the crosshair crosshair of the aiming microscope 15. This done, the table 2 is blocked. The adjustment being completed, the grinding wheel 8 is brought closer to the workpiece and, by putting the feed into action circular mechanics of table 2, the surface is machined along a radius.

La machine-outil revendiquée assure une haute précision de l'usinage des pièces (quelle que soit la précision des éléments d'entrainement des dispositifs d'ajustage et quelque soit le taux d'usure de la meule) des profils compliqués raccordés entre eux,y compris ceux fermés, et permet d'effectuer simultanément un contrôle continu et immédiat, selon les coordonnées, des cotes d'une pièce à usiner immédiatement sur la machine-outil, et garantit également ltobtention des cotes prescrites sans dépose de la pièce à usiner ni changement de sa position. L ajustage manuel est maintenant supprimé. The machine tool claimed ensures high precision of the machining of the parts (whatever the precision of the drive elements of the adjustment devices and whatever the wear rate of the grinding wheel) of the complicated profiles connected together, including those closed, and allows simultaneous continuous and immediate control, according to the coordinates, of the dimensions of a workpiece immediately on the machine tool, and also guarantees the obtaining of the prescribed dimensions without removing the workpiece nor change of position. Manual adjustment is now deleted.

Les cotes maximales admissibles des pièces usinées (400 x 200 mm) à l'aide de la machine-outil revendiquée sont sensiblement supérieures à celles réalisées sur toutes les machines-outils connues à rectifier les pièces profilées. La grande course du tratnard de la poupée portemeule 9 (jusqu'à 150 mm) permet d'élever notablement le rendement gr ce à la possibilité d'usiner simultanément plusieurs pièces identiques assemblées en un groupe. On a obtenu aussi une élévation du rendement grâce à une réduction considérable du temps auxiliaire dépensé auparavant pour changer la position de la pièce et l'ajustage. The maximum admissible dimensions of the parts machined (400 x 200 mm) using the claimed machine tool are significantly higher than those produced on all known machine tools for grinding profiled parts. The large stroke of the whipstop doll 9 (up to 150 mm) makes it possible to significantly increase the efficiency thanks to the possibility of simultaneously machining several identical parts assembled in a group. An increase in efficiency has also been achieved due to a considerable reduction in the auxiliary time previously spent to change the position of the part and the adjustment.

Au cours de la formation de profils constitués par des lignes droites et des arcs de cercle, les parties de coupe et de calibrage de la surface active de la meule 8 diminuent continuellement. De ce fait, on n'a plus besoin de compléter et de dresser la meule 8 à l'exception du dressage courant qu'on doit réaliser au fur et à mesure de son lustrage. During the formation of profiles formed by straight lines and arcs of a circle, the cutting and calibration portions of the active surface of the grinding wheel 8 decrease continuously. As a result, there is no longer any need to complete and dress the grinding wheel 8 with the exception of the current dressing which must be carried out as it is buffed.

La disposition réciproque des organes de la machineoutil, leurs liaisons et la forme de réalisation assurent la rectification aux angles optimaux de coupe et une haute qualité de l'usinage. The reciprocal arrangement of the parts of the machine tool, their connections and the embodiment ensure rectification at optimum cutting angles and high quality of machining.

Les guidages sont lubrifiés de force et protégés contre la poussière abrasive. The guides are forcibly lubricated and protected against abrasive dust.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de 3a protection comme revendiquée. Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and shown which has been given only by way of example. In particular, it includes all the means described, as well as their combinations, if these are executed according to the spirit and implemented in the context of protection as claimed.

Claims

CLAIM

Machine tool for rectifying profiled parts, comprising an optical device for controlling the dimensions of the workpiece, a workpiece table and a grinding wheel head mounted on a common frame, on mutually perpendicular independent guides, characterized in that the table (2) carrying the guides (3) is mounted so that it can rotate, during machining, about a vertical axis A passing through the center of intersection of the mutually perpendicular guides (3) of the table ( 2), and in that an optical device for controlling the dimensions of the workpiece being used is used a device comprising two reading microscopes (11,12) with optical rulers (13,14) and a microscope aiming device (is) fitted with a direction finder, installed above the workpiece so that its axis is parallel to the rctation axis A of the table (2) and mounted on a carriage (i6) arranged on its own mutually perpendicular guides (17,18) , on each of which is fixed the reading microscope (11,12) with optical ruler (13,14) used to impose the machining dimension of the profiled part of the part to be checked, during the rotation of the table, at the using the aiming microscope.